Este circuito de uso industrial o doméstico desconecta una carga cuando se detecta un sobrecalentamiento. El circuito opera un NTC como sensor y tiene una amplia gama de temperaturas de ajuste, las cuales dependen del NTC usado. El circuito se puede ajustar para operar entre algunos grados por debajo de cero y más de 100º C.
El aparato se puede utilizar industrialmente para detectar señales de calentamiento de motores eléctricos, transformadores, lugares de trabajo o de almacenamiento de piezas y en muchos otros casos.
En el hogar se puede utilizar para detectar el cierre de un congelador, la apertura de una puerta de un lugar que debe mantenerse frío, etc.
En el comercio podemos detectar, por ejemplo, la subida de temperatura en balcones frigoríficos.
Con cambios, el mismo circuito se puede utilizar en el coche, para activar una alarma en caso de elevación de la temperatura del motor sobrepasando un punto preajustado.
El sensor es un NTC de 10 K ohmios, bastante común, pero puede ser cambiado por equivalente, con pequeños cambios en el circuito.
Características
Tensión de entrada: 110/220 Vca
Corriente máxima a la carga: 2 A (con el relé usado)
Rango de temperatura: -40 a + 120 ° C (tip.)
Tensión en el sensor: 12 V (Max.)
Corriente de funcionamiento: 100 mA (tip.)
COMO FUNCIONA
Un circuito integrado 741 se utiliza como comparador de tensión, teniendo en su salida un transistor NPN que tiene por carga de colector un relé.
Esto significa que cuando la tensión de salida del 74I sea positiva tendremos la activación o energización del relé. Los contactos normalmente abiertos (NA) y normalmente cerrados (NF) se utilizan.
En la figura 1 tenemos el diagrama completo del aparato.
En la entrada no inversora del amplificador operacional se conecta un divisor de tensión formado por R1 y P1. En P1 ajusta la tensión de referencia que determinará la temperatura de disparo.
De esta forma, con el NTC frío, es decir, a una temperatura inferior al valor previsto, la tensión en la entrada inversora del operario será inferior a la de la entrada de referencia (no inversora).
Esto significa que la tensión de salida del circuito estará cerca de la tensión de alimentación, y con ello el transistor se mantendrá saturado, energizando el relé.
Cuando la temperatura del NTC alcanza el valor previamente ajustado en P1 la tensión en el divisor formado por R2 y el NTC se igualará a la tensión de referencia, ocurriendo entonces la conmutación.
La tensión de salida del funcionamiento cae entonces rápidamente a cero, y con ello el transistor Q1 va al corte, desactivando el relé.
Para utilizar el circuito lo que hacemos es presionar S1 de modo que, por un instante, estando el NTC "frío" el relé cierre los contactos y mantenga la alimentación en la carga y en el sistema de alimentación basado en T1.
Cuando la temperatura en el sensor alcanza el valor ajustado con la apertura de los contactos del relé, el circuito se desactiva automáticamente, ya que su alimentación es cortada.
Para volver a activar el circuito, el NTC debe estar por debajo de la temperatura preajustada y entonces, basta con presionar por un instante S1.
En la alimentación tenemos un Cl regulador de tensión para mayor precisión de accionamiento.
La disposición de los componentes en una placa de circuito impreso se muestra en la figura 2.
Para el circuito integrado 741 y para el relé sugerimos la utilización de zócalos. El 7812 debe tener un radiador de calor. El transformador debe ser secundario de al menos 500 mA.
El sensor es un NTC de 10 K ohmios a 25 ° C, pero equivalentes se pueden utilizar.
En general, el valor de R2 debe cambiarse al valor de la resistencia del NTC a la temperatura ambiente.
Para accionar cargas de cadenas más altas, hasta 10 A, por ejemplo, el relé puede cualquiera de 2 A, pero el diseño de la placa debe ser modificado.
Para probar el aparato mantenga S1 presionado y actúe sobre P1 hasta oír el chasquido característico del relé.
Conecte una carga en X1 para monitorear la acción de este componente, El sensor se puede instalar lejos del circuito, con conexión por medio de cable blindado si la distancia es superior a 2 m.
Se ajusta entonces P1 para obtener el accionamiento a la temperatura deseada.
Este ajuste se debe hacer con S1 presionada Para utilizar el aparato conectamos la salida X9, a la carga que debe ser alimentada, y donde está el sensor.
En X1 podemos conectar un sistema de aviso de sobrecalentamiento como, por ejemplo, una lámpara roja o algún dispositivo sonoro.
Presionado S1 la carga se alimenta normalmente.
Si se sobrecalenta, el circuito se apaga automáticamente y se alimenta el sistema de advertencia conectado a la X1.
El NTC se puede pegar con epoxi en los elementos que deben tener la temperatura monitoreada, como sugiere la figura 3.
Si el lugar está sujeto a humedad, se debe prever un blindaje para las terminales de conexión y para el propio componente, evitando así el accionamiento errático.
Semiconductores:
C11 - 7812 - circuito integrado regulador de tensión
Cl2 - 74l - circuito integrado (SID)
Q1 - BC547 o BC548 - transistores NPN de uso general
D1. D2 - 1N4002 o equivalentes diodos de silicio
D3 - 1N4148 - diodo de uso general Resistores:
R1 - 47 k ohms
R2 - 10 k ohms
R3 - 4,7 k ohms
P1 - trimpot de 100 k ohms
C1 - 1 000 uF -electrolítico de 25 V
C2 - 100 uF - electrolítico de 16 V
Varios:
T1 - Transformador con primario según la red local y secundaria de 12 + 12 V con al menos 500 mA
F1 - Fusible de 5 A o de acuerdo con la carga y el relé
K1- Relé de 12 V x 2 A
NTC - NTC de 10 k ohms
S1 - Interruptor de presión NA
S2 - interruptor simple
X1, X2 - Tomas comunes o terminales de salida para alimentación
Placa de circuito impreso, sockets para el integrado y relé, caja para montaje, soporte para fusible, cable de alimentación, hilos, soldadura, etc.
Nota: S2 debe utilizarse para desactivar el sistema de alarma.